(57)【要約】  アンテナ装置（１０１）は、上層から順に、給電コイル（８）、ブースター電極シート（７）、磁性体シート（６）、グランド基板（５）を備えている。給電コイル（８）はフレキシブル基板（８０）に渦巻き状のコイル導体（８１）が形成されたものである。ブースター電極シート（７）は絶縁基材（７０）にブースター電極（７１）が形成されたものである。ブースター電極（７１）は、平面視で、コイル導体（８１）と重なる導体領域と、コイル開口部（ＣＷ）と重なる導体開口部（ＣＡ）と、導体領域の外縁と導体開口部（ＣＡ）との間を連接するスリット部（ＳＬ１）とを有する。磁性体シート（６）はブースター電極（７１）の導体開口部（ＣＡ）及びスリット部（ＳＬ１）より一回り大きな領域を覆うようにブースター電極シート（７）と重なる。
2011129151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻回中心部をコイル開口部とするループ状または渦巻状のコイル導体を有する給電コイルと、
前記給電コイルと対向配置され、導体開口部及び該導体開口部に連接するスリット部を有するブースター電極と、
前記給電コイルまたは前記ブースター電極と対向配置された導体層と、を備えたアンテナ装置であって、
前記給電コイルまたは前記ブースター電極と、前記導体層との間に配置された磁性体層をさらに備え、
前記給電コイル、前記ブースター電極、前記導体層及び前記磁性体層の平面視状態で、前記磁性体層は前記ブースター電極の前記導体開口部及び前記スリット部に重なっている、アンテナ装置。
【請求項２】
前記ブースター電極は、前記給電コイル、前記ブースター電極、前記導体層及び前記磁性体層の平面視状態で、前記磁性体層と重ならない領域を有する、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記磁性体層は、前記給電コイル、前記ブースター電極、前記導体層及び前記磁性体層の平面視状態で、前記ブースター電極の導体開口部からスリット部への延在方向へ、前記ブースター電極よりはみ出ている、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記磁性体層は、前記給電コイル、前記ブースター電極、前記導体層及び前記磁性体層の平面視状態で、前記ブースター電極の導体開口部からスリット部への延在方向へ、前記導体層の端縁または端縁より遠方に達している、請求項１乃至３の何れかに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記給電コイル、前記ブースター電極、前記導体層及び前記磁性体層は、
前記給電コイル、前記ブースター電極、前記磁性体層及び前記導体層の順で対向配置されている、請求項１乃至４の何れかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記給電コイルと前記ブースター電極とが電磁界又は磁界を介して結合し、前記ブースター電極と前記導体層とが電磁界または磁界を介して結合している、請求項１乃至５の何れかに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記給電コイルと前記導体層とが電磁界または磁界を介して結合している、請求項１乃至６の何れかに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
巻回中心部をコイル開口部とするループ状または渦巻状のコイル導体を有する給電コイルと、前記給電コイルと対向配置され、導体開口部及び該導体開口部に連接するスリット部を有するブースター電極と、前記給電コイルまたは前記ブースター電極と対向配置された導体層と、を有するアンテナ装置を備えた通信端末装置であって、
前記給電コイルまたは前記ブースター電極と、前記導体層との間に配置された磁性体層をさらに備え、
前記給電コイル、前記ブースター電極、前記導体層及び前記磁性体層の平面視状態で、前記磁性体層は前記ブースター電極の前記導体開口部及び前記スリット部に重なっていることを特徴とする通信端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、相手側機器と電磁界信号を介して通信するＲＦＩＤシステムや短距離無線通信システムに用いられるアンテナ装置及びそれを備えた通信端末装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、利用が拡大しているＲＦＩＤシステムや短距離無線通信システムにおいては、携帯電話等の携帯電子機器同士または携帯電子機器とリーダ・ライタとで通信を行うために、各々の機器に通信用のアンテナが搭載されている。これらのアンテナのうち携帯電子機器に搭載されるアンテナについて特許文献１が開示されている。【０００３】
図１は、特許文献１の携帯情報端末２１とリーダ・ライタ間の近接時における通信の様子を示す図である。図１の例において、リーダ・ライタの送受信アンテナ部２６から放射された電磁波のうち、一部の磁場Ｈが、端末本体２２内のバッテリーパック２５等の金属物による影響を受けて反射、吸収等による減衰作用を受ける。アンテナモジュール１０の通信面ＣＳよりも電磁波の入射側に金属層３０が配置されている。この金属層３０の表面に、外部磁場の印加で誘導電流（渦電流）が発生し、これに起因して生じた磁場Ｈ１が、アンテナモジュール１０のアンテナコイル１５に誘導電流を生じさせる。【０００４】
この例では、金属層３０がアンテナコイル１５の一部を覆うように、アンテナモジュール１０に近接対向配置することにより、金属層３０で発生した磁場成分Ｈ１を介してリーダ・ライタの送受信アンテナ部２６とアンテナモジュール１０のアンテナコイル１５との間が誘導結合する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２７０６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１に示したアンテナ装置は、通信相手側のアンテナとの距離が極めて近接した時にアンテナ同士の中心間の位置ずれの大きさによって通信特性が大きく変動するという問題を解消しようとするものである。携帯情報端末２１側のアンテナモジュール１０のアンテナコイル１５とリーダ・ライタ側の送受信アンテナ部２６とに鎖交しようとする磁束が筐体内バッテリーパック２５等の金属物で遮られるのを解消するために、その磁束を誘導するために金属層３０が設けられている。そのため、前記バッテリーパック２５等の遮蔽物の位置関係によっては大きな効果が得られるとは限らない。
さらに、アンテナ装置と通信相手側のアンテナとが離れた状態で、前記金属層３０が通信距離を拡大するために有効に作用するとは限らない。【０００７】
そこで、この発明の目的は、通信相手側のアンテナに比べて相対的に小型化しても、安定した通信が行えるようにし、さらに通信可能最大距離も大きくできるようにしたアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のアンテナ装置は、巻回中心部をコイル開口部とするループ状または渦巻状のコイル導体を有する給電コイルと、
前記給電コイルと対向配置され、導体開口部及び該導体開口部に連接するスリット部を有するブースター電極と、
前記給電コイルまたは前記ブースター電極と対向配置された導体層と、を備えたアンテナ装置であって、
前記給電コイルまたは前記ブースター電極と、前記導体層との間に配置された磁性体層をさらに備え、
前記給電コイル、前記ブースター電極、前記導体層及び前記磁性体層の平面視状態で、前記磁性体層は前記ブースター電極の前記導体開口部及び前記スリット部に重なっていることを特徴としている。【０００９】
また、この発明の通信端末装置は、巻回中心部をコイル開口部とするループ状または渦巻状のコイル導体を有する給電コイルと、前記給電コイルと対向配置され、導体開口部及び該導体開口部に連接するスリット部を有するブースター電極と、前記給電コイルまたは前記ブースター電極と対向配置された導体層と、を有するアンテナ装置を備えた通信端末装置であって、
前記給電コイルまたは前記ブースター電極と、前記導体層との間に配置された磁性体層をさらに備え、
前記給電コイル、前記ブースター電極、前記導体層及び前記磁性体層の平面視状態で、前記磁性体層は前記ブースター電極の前記導体開口部及び前記スリット部に重なっていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、コイル導体に電流が流れることにより生じる磁界を遮るように、ブースター電極に電流が流れる。そして、ブースター電極の導体開口部周囲に流れる電流が、スリット部周辺を通ってブースター電極の外周囲に流れる。また、ブースター電極の周囲に流れる電流と同方向に導体層に電流が誘導される。これにより、給電コイル、ブースター電極及び導体層により生じる磁界が強まり、通信距離を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】特許文献１の携帯情報端末２１とリーダ・ライタ間の近接時における通信の様子を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１の分解斜視図である。
【図３】図３（Ａ）はアンテナ装置１０１を備えた通信端末装置の平面図、図３（Ｂ）はその通信端末装置の正面図である。
【図４】給電コイル８のコイル導体８１に流れる電流、ブースター電極シート７のブースター電極７１に流れる電流、及びグランド基板５のグランド電極５１に流れる電流、をそれぞれ示す図である。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、グランド基板５に対する磁性体シート６の位置関係と、グランド電極５１に流れる電流との関係を示す図である。
【図６】給電コイル８、ブースター電極シート７、磁性体シート６及びグランド基板５を積層した状態で各部に流れる電流を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２の分解斜視図である。
【図８】第３の実施形態に係るアンテナ装置１０３の分解斜視図である。
【図９】図９（Ａ）は、第４の実施形態に係るアンテナ装置１０４の平面図、図９（Ｂ）はアンテナ装置１０４の正面図である。
【図１０】第５の実施形態に係るアンテナ装置１０５の分解斜視図である。
【図１１】第６の実施形態に係るアンテナ装置の比較例であるアンテナ装置の、給電コイル８のコイル導体８１に流れる電流、ブースター電極シート７のブースター電極７１に流れる電流、及びグランド基板５のグランド電極５１に流れる電流、をそれぞれ示す分解斜視図である。
【図１２】第６の実施形態に係るアンテナ装置１０６の、給電コイル８のコイル導体８１に流れる電流、ブースター電極シート７のブースター電極７１に流れる電流、及びグランド基板５のグランド電極５１に流れる電流、をそれぞれ示す分解斜視図である。
【図１３】第６の実施形態に係るアンテナ装置１０６の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
《第１の実施形態》
第１の実施形態に係るアンテナ装置及びそれを備えた通信端末装置について図２〜図６を参照して説明する。
図２は第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１の分解斜視図、図３（Ａ）はアンテナ装置１０１を備えた通信端末装置の平面図、図３（Ｂ）はその通信端末装置の正面図である。
【００１３】
本実施形態に係るアンテナモジュールは、例えば、ＦｅｌｉＣａ（登録商標）などのＮＦＣ（ＮｅａｒＦｉｅｌｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：近距離通信）に用いられ、中心周波数１３．５６ＭＨｚのＨＦ帯を利用する。
【００１４】
図２に示すアンテナ装置１０１は、上層から順に、給電コイル８、ブースター電極シート７、磁性体シート６、グランド基板５を備えている。アンテナ装置１０１はこれらの積層体である。
【００１５】
給電コイル８は、矩形板状の絶縁基材であるフレキシブル基板８０に渦巻状のコイル導体８１が形成されたものである。コイル導体８１は巻回中心部をコイル開口部ＣＷとする渦巻き状に形成されている。コイル開口部ＣＷを有することで、磁界を理想的に放射させることができる。フレキシブル基板８０にはコイル導体を外部回路に接続するための接続部（不図示）が形成されている。
【００１６】
なお、コイル導体８１の巻回数（ターン数）は必要なインダクタンスによって定められる。ワンターンであってもよい。その場合は単にループ状のコイル導体となる。また、一つの平面上に形成された単層コイルであってもよいし、複数層に形成された積層コイルであってもよい。
【００１７】
ブースター電極シート７は、絶縁基材７０とその上面に形成されたブースター電極７１とで構成されている。ブースター電極７１は“Ｃ”字型の導体膜であり、給電コイル８と対向配置される。ブースター電極シート７は、平面視でコイル導体８１と重なる導体領域、コイル開口部ＣＷと重なる導体開口部（非導体領域）ＣＡ、及び導体領域の外縁と導体開口部ＣＡとの間を連接するスリット部ＳＬ１とを有する。
【００１８】
磁性体シート６は例えばシート状に成形したフェライトである。後に詳述するように、この磁性体シート６はブースター電極７１の導体開口部ＣＡ及びスリット部ＳＬ１より一回り大きな領域を覆うようにブースター電極シート７と重なる。
【００１９】
グランド基板５は、絶縁基材５０と、その上面に形成されたグランド電極５１とで構成されている。グランド電極５１は本発明に係る「導体層」に相当する。グランド基板５としては、通信端末装置の筐体内に設置されたプリント配線板を利用でき、グランド電極５１としては、もともとプリント配線板に設けられていたグランド電極を利用できる。
【００２０】
図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、給電コイル８、ブースター電極シート７、磁性体シート６の積層体がグランド基板５の一方の短辺寄りの中央に配置される。
給電コイル８は、そのコイル導体８１がブースター電極７１の導体開口部ＣＡを囲むように、導体開口部ＣＡの周囲に配置される。このように、コイル導体８１が、ブースター電極７１の導体開口部ＣＡを囲むように配置すると、平面視でコイル導体８１とブースター電極７１とが重なる領域が大きくなり、給電コイル８とブースター電極７１との結合をより強くすることができる。ブースター電極８１の形状は、コイル導体８１の形状に合わせて設計することが好ましい。
【００２１】
なお、給電コイル８とブースター電極７１とは、平面視したときコイル導体８１の開口部とブースター電極７１の導体開口部ＣＡとが少なくとも一部で重なっているように配置されていればよい。
【００２２】
磁性体シート６は、平面視で、ブースター電極７１の導体開口部ＣＡ及びスリット部ＳＬ１より一回り大きな領域を覆うように配置されている。すなわち、ブースター電極７１は磁性体シート６と重なる領域（開口部ＣＡやスリットＳＬ１の周囲）と磁性体シート６とは重ならない領域（外縁）とを有する。
【００２３】
図４は、給電コイル８のコイル導体８１に流れる電流、ブースター電極シート７のブースター電極７１に流れる電流、及びグランド基板５のグランド電極５１に流れる電流、をそれぞれ示す図である。但し、これらの電流は、給電コイル８、ブースター電極シート７、磁性体シート６及びグランド基板５を積層した状態での電流である。
【００２４】
図４に示すように、給電コイル８のコイル導体８１に電流ＥＣ３が流れると、コイル導体８１から生じる磁束がブースター電極７１に鎖交しようとするので、その磁束を遮るようにブースター電極７１の導体開口部ＣＡの周囲に、コイル導体８１に流れる電流の向きとは反対方向の電流（誘導電流）が生じる。導体開口部ＣＡの周囲に流れる電流は、スリット部ＳＬ１の周囲を通り、ブースター電極７１の周囲に沿うように、つまりブースター電極７１の外縁を周回するように流れる。ブースター電極７１の周囲に沿うように電流が流れることで、磁界の放射エリアが広がり、ブースター電極７１は、磁束ループを大きくするブースターとしての役割を果たす。このように、給電コイル８のコイル導体８１とブースター電極７１とは磁界を主として結合する。
【００２５】
一方、磁性体シート６はブースター電極７１の導体開口部ＣＡ及びスリット部ＳＬ１より一回り大きな領域を覆う。そのため、ブースター電極７１の導体開口部ＣＡの周囲及びスリット部ＳＬ１の両脇を流れる電流による磁束がグランド電極５１と殆ど鎖交しない。換言すると、磁性体シート６は、ブースター電極７１の導体開口部ＣＡの周囲を流れる電流がグランド電極５１から見えないように隠している。すなわち、ブースター電極７１の導体開口部ＣＡの周囲及びスリット部ＳＬ１の周囲を流れる電流による誘導電流はグランド電極５１に殆ど流れない。
【００２６】
一方、グランド基板５のグランド電極５１には、ブースター電極７１の外縁に沿って流れる電流ＥＣ２２，ＥＣ２３，ＥＣ２４の誘導電流ＥＣ５８，ＥＣ５７，ＥＣ５６がそれぞれ流れる。これに伴い、グランド電極５１の周囲には、電流ＥＣ５６，ＥＣ５７，ＥＣ５８に続いて、電流ＥＣ５１，ＥＣ５２，ＥＣ５３，ＥＣ５４，ＥＣ５５が流れる。すなわち、電流ＥＣ５１→ＥＣ５２→ＥＣ５３→ＥＣ５４→ＥＣ５５→ＥＣ５６→ＥＣ５７→ＥＣ５８の経路で電流ループが生じる。この電流ループにより、磁界の放射エリアがさらに広がり、磁束ループをさらに大きくすることができる。
【００２７】
このように、ブースター電極７１とグランド電極５１とは磁界を主として結合する。
【００２８】
仮に磁性体シート６が無いとすると、ブースター電極７１の導体開口部ＣＡの周囲を流れる電流及びスリット部ＳＬ１の両脇を流れる電流の誘導電流がグランド電極５１に流れる。これらの誘導電流は、ブースター電極７１の周囲を流れる電流による誘導電流の近傍で且つ逆方向に流れる電流であるので、磁界が互いに相殺され、図４に示した電流ＥＣ５６，ＥＣ５７，ＥＣ５８は非常に小さく、したがって、グランド電極５１の周囲に流れる電流ＥＣ５１，ＥＣ５２，ＥＣ５３，ＥＣ５４，ＥＣ５５も非常に小さなものとなる。
本例では、図４に示したように、磁性体シート６を配置したことにより、上述の磁界の相殺現象が無く、グランド電極５１の外周に大きな電流が流れることになる。
【００２９】
また、磁性体シート６が、平面視で、ブースター電極７１の導体開口部からスリット部への延在方向へはみ出ていることによって、ブースター電極７１のスリット部ＳＬ１の両脇を流れる電流とグランド電極５１との結合がより確実に阻止されて、スリット部ＳＬ１の両脇を流れる電流の誘導電流がグランド電極５１に流れなくすることをより確実にすることができる。上述したように、このグランド電極５１に流れようとする、スリット部ＳＬ１の周囲を流れる電流の誘導電流は、電流ＥＣ５６，ＥＣ５７，ＥＣ５８とは逆方向に流れる電流である。したがって、磁性体シート６がブースター電極７１のスリット部ＳＬ１の周囲を流れる電流の誘導電流がグランド電極５１に流れるのをより確実に阻止することができ、言い換えるとグランド電極５１の縁端を周回する電流が生じるのを防ぐことができ、ブースター電極７１の外周に大きな電流を流すことができる。
【００３０】
図５（Ａ）は、第１の実施形態に係るアンテナ装置での、グランド基板５に対する磁性体シート６の位置関係を示している。図５（Ｂ）はその比較例である。図５（Ｂ）に示すように、平面視で、磁性体シート６がグランド電極５１の周縁より内側にあると、磁性体シート６の周囲に沿って流れる電流は、電流ＥＣ５６→ＥＣ５７→ＥＣ５８→ＥＣ５９のループを描いて流れてしまう。すなわちショートカット電流が流れてしまう。これに対して、図５（Ａ）のように、平面視で、磁性体シート６が、ブースター電極７１の導体開口部からスリットの延在方向へ、グランド電極５１の端縁より、はみ出し量Ｔだけ遠方に達していると、上記ショートカットが阻止されて、グランド電極５１の周囲を流れる電流ＥＣ５１，ＥＣ５２，ＥＣ５３，ＥＣ５４，ＥＣ５５が大きくなる。これは、グランド電極５１に磁性体が近接していると、その部分のインダクタンス成分が大きくなるためである。すなわち、このインダクタンス成分の高い領域を避けて、グランド電極の周囲を大きく周回する経路で大きな電流ＥＣ５１，ＥＣ５２，ＥＣ５３，ＥＣ５４，ＥＣ５５が流れるわけである。なお、磁性体シート６は、ブースター電極７１の導体開口部からスリットの延在方向へ、グランド電極５１の端縁に丁度達していてもよい。はみ出し量Ｔは、グランド電極５１への磁性体シート６の貼り合わせ位置精度を考慮して決めればよい。
【００３１】
図６は、給電コイル８、ブースター電極シート７、磁性体シート６及びグランド基板５を積層した状態で各部に流れる電流を示す図である。
図６に示すように、コイル導体８１に流れる電流、ブースター電極７１の主要部（スリット部ＳＬ１の両脇以外）に流れる電流、及びグランド電極５１に流れる電流は同方向を向き、これらの電流によって生じる磁界が加算される（各電流が打ち消し合わない）。そのため、給電コイル８単独の場合に比べて、また給電コイル８とブースター電極シート７の組み合わせに比べて、さらに高いアンテナ利得が得られる。
【００３２】
図３（Ｂ）において曲線ＤＧは、アンテナ装置１０１の指向特性を示す放射磁界強度のパターンである。このように、ブースター電極７１のスリットＳＬ１が入っている方向に指向性が大きくなり、グランド電極５１の中央からみて、給電コイル８、ブースター電極シート７及び磁性体シート６の積層体の配置方向の斜め方向へ指向性の中心が傾く。これは、グランド電極５１に流れる電流の強度分布が、グランド電極５１の中央より前記積層体の配置位置寄りに集中するためである。これは、グランド電極５１から生じる磁界だけでなく、コイル導体８１及びブースター電極７１から生じる磁界も放射に寄与しているからである。よって、ブースター電極７１のスリットＳＬ１が携帯電話端末の筐体の先端部を向くように配置すると、携帯電話端末同士を斜めに近接させて通信するような使い方に適する。
【００３３】
なお、第１の実施形態では、磁性体シート６が、平面視で、ブースター電極７１の導体開口部ＣＡ及びスリット部ＳＬ１より一回り広い範囲に重なるようにしたが、ブースター電極７１の導体開口部ＣＡ及びスリット部ＳＬ１に丁度重なるように磁性体シートを設けてもよい。
【００３４】
また、ブースター電極７１の外周囲に流れる電流の方向と導体開口部ＣＡの周囲に流れる電流の方向は逆であるので、ブースター電極７１に流れる電流の強度分布をみたとき、外周囲と内周囲（導体開口部ＣＡの周囲）とのほぼ中間位置で電流０（ゼロ）のラインが生じる。理想的にはこの電流０のラインに磁性体シート６の外周が沿うように磁性体シート６の大きさと位置を定めればよい。
【００３５】
このように、ブースター電極７１が、平面視で、磁性体シート６と重ならない領域（結合領域）を有することにより、ブースターとしての役割を果たす。
【００３６】
なお、本発明では、グランド電極（導体層）５１、ブースター電極７１、コイル導体８１のいずれも放射素子として機能するが、主な放射素子は導体層である。
【００３７】
《第２の実施形態》
図７は第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２の分解斜視図である。
図７に示すアンテナ装置１０２は、上層から順に、給電コイル８、ブースター電極シート７、磁性体シート６、グランド基板５を備えている。アンテナ装置１０２はこれらの積層体である。
【００３８】
第１の実施形態で図２に示したアンテナ装置１０１と比べると、磁性体シート６の形状が異なる。図７においてブースター電極シート７に磁性体シート６が重なったときの位置を二点差線で示している。磁性体シート６はブースター電極７１の導体開口部ＣＡ及びスリット部ＳＬ１に重なるだけでなく、スリット部ＳＬ１で分断された外周位置に流れる領域、すなわち電流ＥＣ２１，ＥＣ２５が流れる範囲にまで広がっている。
【００３９】
この構造により、電流ＥＣ２１，ＥＣ２５の誘導電流がグランド電極５１に殆ど流れない。このグランド電極５１に流れようとする、電流ＥＣ２１，ＥＣ２５の誘導電流は、その他の電流ＥＣ５１，ＥＣ５２，ＥＣ５３，ＥＣ５４，ＥＣ５５とは逆方向に流れる電流である。したがって、磁性体シート６がブースター電極７１の電流ＥＣ２１，ＥＣ２５の誘導電流がグランド電極５１に流れるのを阻止することにより、アンテナ利得が更に高まる。
【００４０】
《第３の実施形態》
図８は第３の実施形態に係るアンテナ装置１０３の分解斜視図である。
図８に示すアンテナ装置１０３は、上層から順に、ブースター電極シート７、給電コイル８、磁性体シート６、グランド基板５を備えている。アンテナ装置１０３はこれらの積層体である。
【００４１】
第１の実施形態で図２に示したアンテナ装置１０１と比較すると、ブースター電極シート７と給電コイル８との位置関係が逆である。このように、ブースター電極シート７と磁性体シート６との間に給電コイル８が介在していてもよい。すなわち、ブースター電極７１の導体開口部ＣＡの周囲及びスリット部ＳＬ１の両脇を流れる電流は磁性体シート６が遮蔽し、ブースター電極７１の外周囲に流れる電流のみが実質的にグランド電極５１に誘導される。
【００４２】
また、磁性体シート６が給電コイル８よりも大きいため、給電コイル８のコイル導体８１に流れる電流がグランド電極５１から見えなくなる。すなわち、磁性体シート６がコイル導体８１に流れる電流を隠す。そのため、無効な（逆方向の）誘導電流がグランド電極５１に流れるのを防止できる。
【００４３】
《第４の実施形態》
図９（Ａ）は、第４の実施形態に係るアンテナ装置１０４の平面図、図９（Ｂ）はアンテナ装置１０４の正面図である。この例では、給電コイル８、ブースター電極シート７、磁性体シート６の積層体がグランド基板５のほぼ中央に配置されている。ブースター電極シート７に形成されたブースター電極７１の導体開口部からスリット部ＳＬ１への延在方向へ磁性体シート６が配置されている。この磁性体シート６の先端は、グランド基板５の一方の長辺の中央にまで達している。
第１の実施形態で図３（Ａ），図３（Ｂ）に示した例と異なるのは、給電コイル８、ブースター電極シート７、磁性体シート６の積層体がグランド基板５のほぼ中央に配置されていることと、それにともない、磁性体シート６がグランド電極５１の端縁まで比較的長く延びていることである。また、磁性体シート６が極端に長くならないように、ブースター電極７１のスリット部ＳＬ１をグランド基板５の長辺方向に向けている。
【００４４】
図９（Ｂ）において曲線ＤＧは、アンテナ装置１０４の指向特性を示す放射磁界強度のパターンである。このように、給電コイル８、ブースター電極シート７、磁性体シート６及びグランド電極５１が、グランド電極５１の中央を中心とするほぼ回転対称形であるので、グランド電極５１の法線方向に指向性の中心が向く。このような指向特性はリーダ・ライタのアンテナに対して正対させて利用するような使い方に適する。
【００４５】
《第５の実施形態》
図１０は第５の実施形態に係るアンテナ装置１０５の分解斜視図である。
図１０に示すアンテナ装置１０５は、上層から順に、給電コイル８、ブースター電極シート７、磁性体シート６、グランド基板５を備えている。アンテナ装置１０５はこれらの積層体である。
【００４６】
第１の実施形態で図２に示したアンテナ装置１０１と比べると、磁性体シート６の形状が異なる。図１０においてブースター電極シート７に磁性体シート６が重なったときの位置を二点差線で示している。磁性体シート６はブースター電極７１の導体開口部ＣＡ及びスリット部ＳＬ１に重なっているが、スリット部ＳＬ１に重なる部分の幅が細くなっている。
【００４７】
また、給電コイル８、ブースター電極シート７及び磁性体シート６の組は、第１の実施形態と異なり、グランド電極５１の縁から中央方向へ離れた位置に配置されている。
【００４８】
この構造により、電流ＥＣ２１，ＥＣ２５の誘導電流ＥＣ６１，ＥＣ５７がグランド電極５１に流れる。磁性体シート６は、スリット部ＳＬ１に重なる部分の幅が細くなっているので、磁性体シート６の細くなっている部分の両脇を電流ＥＣ５６，ＥＣ６２が流れる。このように、電流ＥＣ５１→ＥＣ５２→ＥＣ５３→ＥＣ５４→ＥＣ５５→ＥＣ５６→ＥＣ５７→ＥＣ５８→ＥＣ５９→ＥＣ６０→ＥＣ６１→ＥＣ６２の経路で電流ループが生じる。この電流ループにより、磁界の放射エリアが広がり、磁束ループを大きくすることができる。
【００４９】
《第６の実施形態》
第６の実施形態に係るアンテナ装置について、図１１〜図１３を参照して説明する。図１１は、第６の実施形態に係るアンテナ装置の比較例であるアンテナ装置の、給電コイル８のコイル導体８１に流れる電流、ブースター電極シート７のブースター電極７１に流れる電流、及びグランド基板５のグランド電極５１に流れる電流、をそれぞれ示す分解斜視図である。
【００５０】
構造自体は第１の実施形態で図４に示したものと同様であるが、磁性体シート６の電流遮断効果が弱い場合、図１１中に破線で示すショートカット電流ＥＣ５８が流れてしまう場合がある。この場合はブースター電極７１に流れる電流が作る磁界を一部打ち消してしまうため、特性が劣化する。
【００５１】
図１２は、第６の実施形態に係るアンテナ装置１０６の、給電コイル８のコイル導体８１に流れる電流、ブースター電極シート７のブースター電極７１に流れる電流、及びグランド基板５のグランド電極５１に流れる電流、をそれぞれ示す分解斜視図である。グランド電極５１には、図１１に示した電流ＥＣ５８を遮断する位置及び向きにスリット部ＳＬ２が設けられている。この構造により、ショートカット電流ＥＣ５８を確実に阻止することができる。
【００５２】
図１３はアンテナ装置１０６の平面図である。この図１３に表れているように、グランド電極５１のスリット部ＳＬ２は、ブースター電極７１のスリット部ＳＬ１の延在方向に延びるように形成され、且つスリット部ＳＬ１と重なる位置を通ることが好ましい。また、スリット部ＳＬ２の長さＬは、スリット部ＳＬ２の先端が導体開口部ＣＡの内側に位置するような長さであることが好ましい。図１３中の寸法ｍｉｎはスリット部ＳＬ２の最短寸法の例、寸法ｍａｘはスリット部ＳＬ２の最長寸法の例である。
【００５３】
このようにグランド電極５１にスリット部ＳＬ２を形成すると、必要な誘導電流を生じさせるとともにショートカット電流をより確実に阻止できる。
【００５４】
なお、アンテナ装置の指向特性は、磁性体シートの形状で変化させることも可能である。また、アンテナ装置の指向特性は、スリット部ＳＬ１の形成位置や、幅・長さを調整することで、変化させることもできる。スリット部ＳＬ１では、電位差が大きく、磁界が強く放射されるので、スリット部の形成位置を変更することで、指向特性を変化させることができる。また、例えば、スリット部ＳＬ１の幅を小さくしたり、長さを長くしたりすると、指向特性が向上する。
【００５５】
なお、ブースター電極の導体開口部ＣＡと、スリット部ＳＬ１とは、同じ幅を有していてもよい。
【００５６】
なお、磁性体シートは単体の焼結フェライト板に限らず、焼結磁性体の両面をフレキシブル基板接着用両面粘着シート及び保護用片面粘着シートでラミネートした後、焼結磁性体を複数の小片に分割したものを用いてもよい。また、焼結磁性体に限らず、フェライトと樹脂との複合体や金属磁性体であってもよい。
【００５７】
以上に示した各実施形態では、中心周波数１３．５６ＭＨｚのＨＦ帯を利用するアンテナ装置を示したが、本発明はＨＦ帯以外の周波数帯にも適用できる。例えば、９００ＭＨｚ帯のＵＨＦ帯を利用するＲＦＩＤタグ用のアンテナとしても適用できる。この場合は、給電コイルのコイル導体とブースター電極、ブースター電極とグランド電極は主に電磁界で結合する。
【００５８】
また、給電コイルとブースター電極の配置位置は逆の関係であってもよい。
【符号の説明】
【００５９】
ＣＡ…導体開口部
ＣＷ…コイル開口部
ＳＬ１，ＳＬ２…スリット部
５…グランド基板
５０…絶縁基材
５１…グランド電極（導体層）
６…磁性体シート（磁性体層）
７…ブースター電極シート
７０…絶縁基材
７１…ブースター電極
８…給電コイル
８０…フレキシブル基板
８１…コイル導体
１０１〜１０６…アンテナ装置
【図１】
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【図２】
2011129151.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年11月17日(2011.11.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明のアンテナ装置は、巻回中心部をコイル開口部とするループ状または渦巻状のコイル導体を有する給電コイルと、
前記給電コイルと対向配置され、導体開口部及び該導体開口部に連接するスリット部を有するブースター電極と、
前記給電コイルまたは前記ブースター電極と対向配置された導体層と、を備えたアンテナ装置であって、
前記給電コイルまたは前記ブースター電極と、前記導体層との間に配置された磁性体層をさらに備え、
前記給電コイル、前記ブースター電極、前記導体層及び前記磁性体層の平面視状態で、前記磁性体層は前記ブースター電極の前記導体開口部及び前記スリット部に重なっていて、
前記給電コイル、前記ブースター電極、前記導体層及び前記磁性体層の平面視状態で、前記ブースター電極は前記磁性体層に重ならない領域を有する、ことを特徴としている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、この発明の通信端末装置は、巻回中心部をコイル開口部とするループ状または渦巻状のコイル導体を有する給電コイルと、前記給電コイルと対向配置され、導体開口部及び該導体開口部に連接するスリット部を有するブースター電極と、前記給電コイルまたは前記ブースター電極と対向配置された導体層と、を有するアンテナ装置を備えた通信端末装置であって、
前記給電コイルまたは前記ブースター電極と、前記導体層との間に配置された磁性体層をさらに備え、
前記給電コイル、前記ブースター電極、前記導体層及び前記磁性体層の平面視状態で、前記磁性体層は前記ブースター電極の前記導体開口部及び前記スリット部に重なっていて、
前記給電コイル、前記ブースター電極、前記導体層及び前記磁性体層の平面視状態で、前記ブースター電極は前記磁性体層に重ならない領域を有することを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻回中心部をコイル開口部とするループ状または渦巻状のコイル導体を有する給電コイルと、
前記給電コイルと対向配置され、導体開口部及び該導体開口部に連接するスリット部を有するブースター電極と、
前記給電コイルまたは前記ブースター電極と対向配置された導体層と、を備えたアンテナ装置であって、
前記給電コイルまたは前記ブースター電極と、前記導体層との間に配置された磁性体層をさらに備え、
前記給電コイル、前記ブースター電極、前記導体層及び前記磁性体層の平面視状態で、前記磁性体層は前記ブースター電極の前記導体開口部及び前記スリット部に重なっていて、
前記給電コイル、前記ブースター電極、前記導体層及び前記磁性体層の平面視状態で、前記ブースター電極は前記磁性体層に重ならない領域を有する、アンテナ装置。
【請求項２】
前記磁性体層は、前記給電コイル、前記ブースター電極、前記導体層及び前記磁性体層の平面視状態で、前記ブースター電極の導体開口部からスリット部への延在方向へ、前記ブースター電極よりはみ出ている、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記磁性体層は、前記給電コイル、前記ブースター電極、前記導体層及び前記磁性体層の平面視状態で、前記ブースター電極の導体開口部からスリット部への延在方向へ、前記導体層の端縁または端縁より遠方に達している、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記給電コイル、前記ブースター電極、前記導体層及び前記磁性体層は、
前記給電コイル、前記ブースター電極、前記磁性体層及び前記導体層の順で対向配置されている、請求項１乃至３の何れかに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記給電コイルと前記ブースター電極とが電磁界又は磁界を介して結合し、前記ブースター電極と前記導体層とが電磁界または磁界を介して結合している、請求項１乃至４の何れかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記給電コイルと前記導体層とが電磁界または磁界を介して結合している、請求項１乃至５の何れかに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
巻回中心部をコイル開口部とするループ状または渦巻状のコイル導体を有する給電コイルと、前記給電コイルと対向配置され、導体開口部及び該導体開口部に連接するスリット部を有するブースター電極と、前記給電コイルまたは前記ブースター電極と対向配置された導体層と、を有するアンテナ装置を備えた通信端末装置であって、
前記給電コイルまたは前記ブースター電極と、前記導体層との間に配置された磁性体層をさらに備え、
前記給電コイル、前記ブースター電極、前記導体層及び前記磁性体層の平面視状態で、前記磁性体層は前記ブースター電極の前記導体開口部及び前記スリット部に重なっていて、
前記給電コイル、前記ブースター電極、前記導体層及び前記磁性体層の平面視状態で、前記ブースター電極は前記磁性体層に重ならない領域を有することを特徴とする通信端末装置。
【国際調査報告】
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2011129151.tif 000017
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